椅子式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

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椅子式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

 陳關(guān)友 

［摘要］ 本文介紹了一種新的椅子式圍護(hù)結(jié)構(gòu)在上海西站乘務(wù)員公寓地下室基坑工程中的成功應(yīng)用。

［關(guān)鍵詞］ 圍護(hù)結(jié)構(gòu)  椅子式  插筋  斜撐

1  工程概況

上海鐵路西站乘務(wù)員公寓，地下一層，地上七層，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積5247m2。公寓樓地下室基坑開挖深度：平板底為－4.15m,  反梁底為－5.00m。

工程西面有圍墻距基坑邊3m，東面有多層住宅距基坑邊4m，北面相距火車站站臺(tái)2.30m, 且站臺(tái)高出基坑邊地面1.10m, 施工期間，必須保證臨近建筑物的安全，特別要保證北面鐵路站臺(tái)的安全，不影響鐵路的正常運(yùn)行。

地質(zhì)狀況：①雜填土厚1.30m；②粉質(zhì)粘土厚2.50m；③砂質(zhì)粉土厚2.70m；④淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚1.50m；⑤淤泥質(zhì)粘土厚7.00m。 地下水位在地面以下0.50m。北面站臺(tái)邊3.50m左右寬的東西向地帶, 地下3 m深處有塊石等地下障礙物, 東北角區(qū)域有一暗浜, 浜底深3.40m。

2  基坑圍護(hù)方案

2.1 基坑圍護(hù)的必要性

基礎(chǔ)位于第③砂質(zhì)粉土之上, 地下水豐富, 基土滲透系數(shù)大, 按基坑挖掘深度及周邊環(huán)境，不具備大開挖（結(jié)合井點(diǎn)降水）條件，必須采取相應(yīng)的基坑圍護(hù)及隔水措施。

2.2 圍護(hù)方案選擇

2.2.1鋼板樁: 鋼板樁打拔時(shí)對(duì)周邊環(huán)境影響較大，且不能有效防止地下水的滲入，不能采用。

2.2.2鉆孔灌注樁擋土加外側(cè)深層水泥攪拌樁防水：造價(jià)高，建設(shè)單位不同意采用。

2.2.3深層水泥攪拌樁墻：能擋土隔水，但按常規(guī)重力壩構(gòu)造要求，基坑西、北兩側(cè)埸地寬度不夠，不能采用常規(guī)的深層水泥攪拌樁墻方案。

2.2.4椅子式水泥攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案：在基坑周邊埸地寬度不夠的情況下，設(shè)想采用椅子式深層水泥攪拌樁墻，即高低樁截面形式的重力壩，高樁即為基坑外側(cè)的擋土墻，低樁位于坑內(nèi)基底以下，是近似于坑底加固的攪拌樁，施工時(shí)將高樁和低樁兩者交接在一起，形成整體的椅子形高低截面擋土墻，能解決埸地寬度不夠的問題, 決定采用此方案。

2.3 椅子式水泥攪拌樁墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1 樁墻截面設(shè)計(jì)：盡量利用埸地有限的寬度，同時(shí)考慮鉆機(jī)施工的可能性，確定高樁樁墻的寬度：西面定為2.20m, 北面站臺(tái)邊定為2.00m, 東面定為2.70m, 南面埸地寬闊按常規(guī)設(shè)計(jì)樁墻寬為2.70m。西、北兩面已定高樁的寬度肯定不能滿足安全要求，東面因地下有暗浜，經(jīng)計(jì)算2.70m的寬度也不能滿足安全要求，必須加設(shè)低樁。低樁設(shè)計(jì)：低樁長度即為高樁在坑底以下的入土深度，一般為基坑深度的0.8～1.2倍，本工程取5.00m；低樁樁墻寬度應(yīng)滿足高低樁墻整體的抗傾覆、抗滑移及整體穩(wěn)定性要求，計(jì)算中樁墻向坑內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的原點(diǎn)為低樁底部的內(nèi)角點(diǎn)。經(jīng)計(jì)算，北面低樁寬度為2.50m, 西面低樁寬度為1.50m, 東 面低樁寬度為1.00m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)見(圖一)，高低截面剖面見(圖二)。

2.3.2 加強(qiáng)高樁懸臂部分的抗彎、抗剪能力：高樁與低樁的截面分界處，因樁墻截面削弱，特別是站臺(tái)方向，采用插毛竹予以加強(qiáng)。在北面及東、西兩轉(zhuǎn)角處5 m范圍內(nèi)，在里外排樁中每隔1 m插1根5m長的毛竹，以增強(qiáng)高樁的抗彎、抗剪能力。

2.3.3 增強(qiáng)北面攪拌樁墻穩(wěn)定措施：為了嚴(yán)格控制北面攪拌樁墻的側(cè)向位移，在北面東西兩轉(zhuǎn)角處加設(shè)鋼筋混凝土斜向撐，斜撐長7m，截面650×250mm,北面和兩轉(zhuǎn)角部位的鋼筋混凝土壓頂板由100 mm加厚到200 mm。

2.3.4 攪拌樁布置: 東、西、南三面攪拌樁采用格柵式布置，北面回填土中難以格柵成樁而采用滿布。

2.3.5 攪拌樁采用32.5級(jí)普通水泥, 摻量13%。攪拌樁施工順序從低樁到高樁，若反向施工，在低樁施工時(shí)，因低樁在坑底以上段不噴漿，攪拌樁相互交接會(huì)削弱高樁截面。

3  方案實(shí)施

3.1攪拌樁施工：在排除地下障礙物，并分層回填夯實(shí)后開始攪拌樁施工。攪拌樁采用Φ700雙鉆頭SJB-1型鉆機(jī)，施工流向從北面東端開始，依次向西環(huán)向施工。攪拌樁施工工藝流程：樁機(jī)定位→攪拌下沉→注漿攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉→攪拌(二次注漿提升) →樁機(jī)移位。攪拌樁施工間歇時(shí)間不超過8h, 確保樁體交接質(zhì)量。

3.2 樁體加筋：北面及東、西兩轉(zhuǎn)角處5 m范圍內(nèi)的攪拌樁，在成樁后4h內(nèi)每隔1m加插5長毛竹。

3.3 攪拌樁壓頂施工：壓頂施工時(shí)先清除樁頂?shù)母{，配置Φ8雙向@200鋼筋，北面角部斜撐與壓頂同時(shí)施工。

3.4 基坑土方開挖：在攪拌樁成樁后28d，壓頂混凝土澆筑后15 d開始基坑土方挖掘，基坑土方采用機(jī)械分二層挖掘, 坑內(nèi)集水井排水。

3.5 基坑位移監(jiān)測：基坑位移控制的重點(diǎn)部是與火車站站臺(tái)相鄰的北面圍護(hù)墻，在北面攪拌樁墻的兩轉(zhuǎn)角處和中部設(shè)置了水平位移監(jiān)測點(diǎn)。在土方開挖前進(jìn)行第一次測設(shè)，在土方開挖至地下室底板澆筑前，每天監(jiān)測一次，地下室底板澆筑后每7 天監(jiān)測一次，三次監(jiān)測數(shù)值相同，則停止監(jiān)測。 從基坑土方開挖到地下室底板澆筑完畢，北面圍護(hù)結(jié)構(gòu)跨中向坑內(nèi)的最大位移為25MM，基礎(chǔ)底板澆筑后，北面圍護(hù)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，站臺(tái)面沒有出現(xiàn)裂縫，確保了鐵路站臺(tái)的安全。

4  結(jié)束語

1）本工程在周邊埸地較小，不能布置常規(guī)的水泥攪拌樁墻時(shí)，采用了水泥攪拌樁高低截面圍護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)踐證明是成功的，不失為一種新的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

2) 水泥攪拌樁墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，加設(shè)鋼筋混凝土角撐，能增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3）本工程沒有樁基， 設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)本工程最終沉降量為200mm左右，工程竣工時(shí)最大沉降量為28mm，最大沉降差7mm。這與圍護(hù)結(jié)構(gòu)中三側(cè)的低樁伸入基礎(chǔ)底板下面，連同高樁一起提高了地基承載能力有關(guān)。

                                        2008年8 月25 日

作者簡介：

姓    名：陳關(guān)友  男 1951年7月  長業(yè)建設(shè)集團(tuán)上海公司總工程師　高級(jí)工程師